基于fpga的交通信号控制器设计-毕设论文.doc

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1、学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目基于FPGA的交通信号控制器设计学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于FPGA的交通信号控制器设计摘要：交通灯信号控制器是社会中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，联系比较复杂，而且会产生比较大的延迟、造成测量误差、可靠性差。本论文给出了一个基于FPGA的交通信号控制器的设计，它是运用新兴的从上至下的电子设计方法取代传统的电子设计方案，用软件设计技术实现系统的功能，实现系统的集成及智能化控制。目前城市中机动车数量如日剧增，城市

2、交通问题越来越引起人们的重视。所以设计一套集成化程度高可智能化控制的交通信号控制系统尤为重要本。本设计利用QuartusII软件，以可编程逻辑器件FPGA为核心，完成了设计的输入、综合、定时、验证、功能仿真、硬件下载的全过程。实验结果证明，此设计具有很强的实用性和推广价值。关键字：FPGA；VHDL；交通灯IIIThetrafficsignalcontrollerbasedonFPGAdesignAbstract:Trafficsignalcontrolleristheatypicalapplication,theactual

3、hardwaredesignofthedeviceusedmore,contactismorecomplex,andtheyproducelargedelay,causemeasurementerror,poorreliability.ThispapergivesatrafficsignalcontrollerbasedonFPGAdesign,itistouseemergingfromuptodownelectronicdesignmethodinsteadoftraditionalelectronicdesignschem

4、e,withsoftwaredesigntechnologytoachievethefunctionofthesystem,realizetheintegrationofthesystemandintelligentcontrol.Atpresentinthecityasthesunvehiclestosoartheurbantrafficmoreandmoreattention.Sotodesignahighdegreeofintegrationcanbeintelligentcontroloftrafficsignalco

5、ntrolsystemisparticularlyimportanttothis.ThisdesignusingQuartusIIsoftware,withprogrammablelogicdevicesFPGAasthecore,completedthedesignoftheinput,comprehensive,timing,validation,functionsimulation,downloadthewholeprocessofthehardware.Theexperimentalresultsshowthatthe

6、designisverystrongpracticabilityandpopularizevalue.Keywords:FPGA;VHDL;TrafficlightsIII目录III摘要I1引言11.1本课题的开发背景11.2交通灯控制器的国内外发展状况31.2.1国内的研究现状31.2.2国外的研究现状31.3本课题研究目的和意义42拟采用的方案及可行性分析52.1交通灯的工作原理52.2方案一：采用PLC的交通信号控制器设计52.3方案二：采用单片机8255的交通信号控制器设计62.4方案三：基于FPGA的交通信号控制器设

7、计73基于FPGA的交通控制器相关EDA知识介绍83.1FPGA的概述83.1.1FPGA的发展83.1.2FPGA的基本结构103.1.3FPGA的设计流程123.2VHDL语言的概述133.2.1VHDL的发展史133.2.2VHDL的基本结构133.2.3VHDL语言设计的优点153.2.4VHDL的设计流程简介153.3QUARTUSII简介163.3.1QUARTUSII概况163.3.2QUARTUSII的主要特征173.3.3QUARTUSII的设计流程简介184交通灯的系统设计和主要模块设计与仿真194.1系统

8、的总体设计要求194.2基于FPGA的交通控制器设计的设计方案204.3系统各功能块的概述214.4顶层文件生成图255.软件仿真结果265.1设计仿真过程265.1.1设计新波形文件265.1.2设计仿真28Ⅳ5.2系统的仿真结果与分析286硬件设计316.1交通灯电路原理